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Índice:
- O que é Block Storage?
- Como o armazenamento em bloco se diferencia?
- Aplicações comuns em infraestruturas on-premise
- A importância do IOPS e da baixa latência
- Protocolos de conexão: iSCSI e Fibre Channel
- Gerenciamento de volumes com LUNs
- Desafios na implementação e na administração
- Um NAS moderno como uma central de armazenamento
Muitas empresas enfrentam lentidão em aplicações críticas, como bancos de dados e sistemas ERP. Essa queda no rendimento geralmente acontece porque o armazenamento em rede tradicional não consegue entregar a velocidade necessária para essas cargas de trabalho intensivas.
O problema se agrava quando várias máquinas virtuais acessam o mesmo storage simultaneamente. A latência aumenta, os processos demoram mais para concluir e a produtividade dos usuários despenca, o que frequentemente gera um impacto financeiro negativo para o negócio.
Assim, a busca por uma solução que combine a centralização dos dados com o desempenho de um disco local se torna uma prioridade. Uma arquitetura de armazenamento mais direta e eficiente é a resposta para eliminar esses gargalos e restaurar a agilidade operacional.
O que é Block Storage?
Block Storage é um método para armazenar dados em volumes fixos chamados blocos, onde cada um possui um identificador único. Essa abordagem permite que o sistema operacional do servidor acesse o armazenamento em rede como se fosse um disco rígido local, o que simplifica bastante o gerenciamento para diversas aplicações.
Esse modelo funciona através de protocolos como iSCSI ou Fibre Channel, que criam um canal direto entre o servidor e o storage. Diferente do armazenamento de arquivos, ele não lida com a estrutura de pastas e permissões. Em vez disso, o sistema operacional do servidor assume todo o controle, formatando o volume com seu próprio sistema de arquivos, como NTFS no Windows ou EXT4 no Linux.
Por exemplo, um servidor de banco de dados pode usar um volume em bloco para suas tabelas e índices. Como resultado, as operações de leitura e escrita são executadas com latência muito baixa, o que acelera consultas complexas e melhora o tempo de resposta para os usuários finais. Essa característica torna o armazenamento em bloco ideal para ambientes que exigem alto desempenho.
Como o armazenamento em bloco se diferencia?
A principal diferença do armazenamento em bloco para outras tecnologias está na forma como os dados são organizados e acessados. Enquanto o armazenamento de arquivos (NAS) gerencia uma hierarquia de pastas e arquivos, o armazenamento em bloco opera em um nível mais baixo, quase como um componente de hardware bruto.
No File Storage, o dispositivo de armazenamento é responsável por gerenciar o sistema de arquivos e as permissões de acesso. Por outro lado, no Block Storage, essas tarefas são transferidas para o sistema operacional do cliente. Essa mudança remove uma camada de processamento do caminho dos dados, o que resulta em um desempenho significativamente maior.
Já o Object Storage trata cada arquivo como um objeto independente, com metadados e um ID único, armazenado em um espaço plano. Ele é excelente para grandes volumes de dados não estruturados, como backups ou arquivos de mídia. No entanto, sua arquitetura geralmente introduz uma latência maior, inadequada para aplicações transacionais que o armazenamento em bloco atende com eficiência.
Aplicações comuns em infraestruturas on-premise
Várias aplicações corporativas se beneficiam diretamente da alta performance do armazenamento em bloco. Bancos de dados, tanto SQL quanto NoSQL, são talvez o caso de uso mais comum. Eles exigem acesso rápido e consistente aos dados para processar milhares de transações por segundo, algo que essa tecnologia entrega com bastante confiabilidade.
Ambientes de virtualização com VMware vSphere ou Microsoft Hyper-V também são candidatos ideais. Cada máquina virtual utiliza um arquivo de disco virtual (VMDK ou VHDX) que funciona muito melhor quando armazenado em um volume em bloco. Isso porque o hipervisor interage com o storage de forma mais eficiente, o que melhora o desempenho geral de todas as VMs.
Sistemas de planejamento de recursos empresariais (ERP) e de gestão de relacionamento com o cliente (CRM) são outras cargas de trabalho que frequentemente dependem dessa arquitetura. A agilidade para acessar e modificar registros é fundamental para a operação diária dessas plataformas, e a baixa latência do Block Storage garante que os processos de negócio não sofram com atrasos.
A importância do IOPS e da baixa latência
O desempenho em Block Storage é frequentemente medido por duas métricas principais: IOPS (operações de entrada e saída por segundo) e latência. Um IOPS alto indica que o sistema pode lidar com um grande número de solicitações de leitura e escrita simultaneamente, o que é vital para servidores com muitos usuários ou processos.
A latência, por sua vez, mede o tempo que uma solicitação leva para ser concluída. Em aplicações transacionais, uma latência baixa é ainda mais importante que um IOPS elevado. Uma resposta quase instantânea do armazenamento garante que as aplicações permaneçam ágeis e que a experiência do usuário seja fluida, sem pausas ou travamentos irritantes.
Por isso, ao escolher uma solução de armazenamento em bloco, é fundamental analisar essas duas métricas em conjunto. Um sistema com muitos IOPS, mas com alta latência, pode não ser adequado para um banco de dados. O equilíbrio entre essas características define a verdadeira capacidade do storage para suportar cargas de trabalho exigentes.
Protocolos de conexão: iSCSI e Fibre Channel
Existem dois protocolos principais para conectar servidores ao Block Storage: iSCSI e Fibre Channel (FC). O iSCSI (Internet Small Computer System Interface) encapsula comandos SCSI em pacotes de rede TCP/IP. Sua grande vantagem é utilizar a infraestrutura de rede Ethernet existente, o que o torna uma opção mais acessível e fácil de implementar para muitas empresas.
O Fibre Channel, por outro lado, requer uma infraestrutura de rede dedicada, com switches e adaptadores de barramento de host (HBAs) específicos. Embora seu custo seja mais elevado, o FC oferece um desempenho previsível e garantido, com latência extremamente baixa, pois opera em uma rede separada do tráfego comum. Historicamente, foi a escolha padrão para datacenters de grande porte.
Atualmente, com a evolução das redes Ethernet para velocidades de 10GbE, 25GbE e superiores, o iSCSI se tornou uma alternativa muito competitiva. Para a maioria das aplicações on-premise, uma rede iSCSI bem configurada, talvez com VLANs dedicadas, oferece um desempenho excelente com um custo total de propriedade bem menor que uma rede Fibre Channel.
Gerenciamento de volumes com LUNs
No universo do Block Storage, os volumes são apresentados aos servidores como LUNs (Logical Unit Numbers). Um LUN é essencialmente uma partição lógica em um grande conjunto de discos (RAID) dentro do sistema de armazenamento. Um único storage pode hospedar dezenas ou até centenas de LUNs, cada um servindo a um servidor ou aplicação diferente.
Essa abordagem oferece uma flexibilidade imensa. Um administrador pode criar um LUN com um tamanho específico para um servidor de banco de dados e outro LUN menor para um servidor web, tudo a partir do mesmo hardware. Além disso, recursos como o thin provisioning permitem criar LUNs que aparentam ter mais capacidade do que a fisicamente alocada, otimizando o uso do espaço em disco.
A gestão dos LUNs também envolve o controle de acesso, geralmente através do mascaramento de LUN (LUN masking). Essa técnica garante que apenas servidores autorizados possam ver e acessar determinados volumes. Assim, a segurança e o isolamento entre diferentes ambientes são mantidos, mesmo que todos compartilhem o mesmo equipamento de armazenamento.
Desafios na implementação e na administração
Apesar dos benefícios de desempenho, a implementação do Block Storage pode ser mais complexa que a de um NAS tradicional. A configuração de iniciadores iSCSI nos servidores, o mapeamento de LUNs e a configuração da rede exigem um conhecimento técnico mais aprofundado para evitar erros que possam comprometer a estabilidade do ambiente.
O backup de volumes em bloco também requer uma estratégia diferente. Como o storage não tem visibilidade do sistema de arquivos, um backup baseado em arquivos não é viável. A solução geralmente envolve o uso de snapshots no nível do storage ou a instalação de agentes de backup nos servidores clientes que possam lidar com volumes brutos.
Além disso, o monitoramento contínuo é fundamental. Problemas de desempenho podem surgir por diversas causas, desde gargalos na rede até a configuração inadequada do MPIO (Multipath I/O). Identificar e resolver essas questões rapidamente é um desafio constante para os administradores de sistemas que gerenciam essa tecnologia.
Um NAS moderno como uma central de armazenamento
Felizmente, os modernos servidores NAS evoluíram muito e hoje oferecem uma solução unificada que simplifica o uso do Block Storage. Muitos equipamentos, como os da QNAP ou Synology, suportam o protocolo iSCSI nativamente, o que permite criar e gerenciar LUNs através de uma interface web intuitiva, sem a necessidade de conhecimento em linha de comando.
Essa abordagem combina o melhor dos dois mundos. Uma empresa pode usar o mesmo dispositivo para compartilhar arquivos em rede (File Storage) e para fornecer volumes de alto desempenho para seus servidores de aplicação (Block Storage). Isso reduz a complexidade da infraestrutura e o custo total, pois um único equipamento atende a múltiplas necessidades.
Adicionalmente, esses sistemas incluem recursos avançados de proteção de dados, como snapshots no nível do bloco. Com eles, é possível criar cópias instantâneas de um LUN e restaurá-las em segundos em caso de falha ou ataque de ransomware. Portanto, um NAS moderno é a resposta para implementar um armazenamento em bloco robusto, seguro e fácil de gerenciar no ambiente on-premise.
